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HJM312三相方波与正弦波信号激励源

 

 

 

一、概述      

HJM312是一种厚膜混合集成电路。内部由三相方波发生电路,正弦波发生电路组成,分别产生三相方波和单相正弦波。两种信号源的工作频率和幅值可通过模块编程接口分别进行重新设置。

三相方波发生电路是集三相AC时序控制逻辑发生器、三相H桥驱动电路及三相功率H桥等为一体的全功能AC马达控制驱动器。内置MCU用来产生400Hz的三相脉冲序列,该脉冲控制三相H桥驱动器,三相H桥驱动器驱动内部三对P沟道、N沟道MOSFET管组成的三相功率H桥,产生相位相差120°的三相AC方波交流电压,可用于驱动三相陀螺电机和一般的小功率三相马达。

正弦波发生电路采用D/A转换模式,在时钟的控制下,将存储在存储器内的数字化正弦波值送至D/A转换器,从而产生正弦波。其优点是不需滤波网络、波形失真小、频率稳定度高和输出信号幅度不受温度的影响。克服了分别由晶振、分频、和滤波网络组成的正弦波激励源输出幅度稳定性差、失真度大等缺点。功率驱动部分制作在BeO基片上,热阻小,提高了器件可靠性。

1.三相方波发生电路主要特点

 三相120°相位差方波AC输出         HMOSFET管导通死区控制

内置控制电源欠压保护               输出电流可达1A

 AC电压线电压可达40V              外接元件少

输出频率400Hz(可根据用户要求定制频率10 Hz1.5kHz的产品)

2.正弦波发生电路主要特点

正弦波失真度小于1%                由于不用电容滤波,温度特性极好

频率稳定度高                       输出电压稳定度高

电流输出可达0.2A                   可用于单相或三相陀螺传感器或其他角度传感器激励

输出频率16kHz(可根据用户要求定制频率50Hz32kHz的产品)

 

二、电原理图

 

 

 

三、封装形式及引出端功能

1.封装形式

采用MDIP-40B金属双列外壳封装,外形尺寸见附录一图21

2.引出端功能 

 

引脚号

符号

功能

引脚号

符号

功能

1

NC

21

NC

2

ISC+

正电流限流电阻

22

gnd

±VM电源地

3

VCC

+15V电源

23

NC

4

IN1

放大器输入端

24

gnd

±VM电源地

5

V IN1

5V稳压器输入端

25

NC

6

GND

电源地

26

gnd

±VM电源地

7

V REF2

3.3V基准电压

27

V IN2

稳压器2输入端

8

CP3

编程端3

28

XTAL2

晶振

9

CP4

编程端4

29

XTAL1

晶振

10

V REF3

2.5V基准电压

30

RS

采样电阻端

11

gnd

±VM电源地

31

VDD1

+3.3V 电源

12

NC

32

CP1

编程端1

13

VDD2

+2.5V电源

33

CP2

编程端2

14

+VM

三相方波正电源

34

V REF1

5V基准电压

15

-VM

三相方波负电源

35

GND

电源地

16

A

三相电压A相输出

36

VEE

-15V电源

17

B

三相电压B相输出

37

ISC-

负电流限流电阻

18

+VM

三相方波正电源

38

S-OUT

正弦波输出

19

-VM

三相方波负电源

39

NC

20

C

三相电压C相输出

40

NC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

四、绝对最大额定值

±VM                         ±20V         正弦波输出电流                 200mA

VCC                          +18V        三相方波输出电流                   1A

VEE                           -18V        贮存温度                   -60+125

工作温度范围           -55+125        引线焊接温度(10s             +300

  

五、电特性

除非另有说明,TA=+25±VM=±12VVCC=+15VVEE=-15V

参数名称

符号

测试条件

规范值

单位

-55TA+125

最小值

典型值

最大值

静态电流

正电源

Icc

±VM=±15V;空载

 

80

mA

负电源

Iee

50

三相方波技术指标

输出相电压幅度

VO

5VVm20VIO=200mA

 

VM-0.2

 

V

输出电压稳定度

Kv

 

 

0.5

%

输出相电流

IOP

 

0

 

1

A

输出频率

f

 

399

400

401

Hz

输出频率稳定度

Kf

 

 

 

0.015

%

三相输出相位差

φ

 

119.5

120

120.5

°

正弦波技术指标

输出电压幅度

VOPP

IO=0.2A

±3

±11

±12

V

输出电压稳定度

Kv

Vo=10.8V

 

 

 

3

%

波形失真度**

THD

 

 

1

%

输出电流

IOP

 

0.2

 

A

信号频率

f

15.7

16

16.3

kHz

信号频率稳定度

Kf

 

 

1

%

满载功耗

PD

常温Vo=10.8V

 

 

3

W

**该项参数设计保证。

 

六、典型应用1(三相方波)

1Y型接法                                                  输出波形

        

注: 1ABC各相电压相差为120°

2)相电压有效值为VM

3)线电压有效值为:(2VM+ 2VM +0)/3=4/3VM

2.三角形接法

注:线电压输出波形同Y型接法的(A-B)线电压。

3.应用说明

 14个编程端为生产厂家编程使用,用户使用时应悬空(内部已处理)。

2)建议在最靠近VCC端、±VM端和GND之间并接0.01~0.1μF高频电容及10μF低频电容,电容耐压值应大于25V;每相输出端接RC高频吸收网络到地,建议R取值100ΩC取值0.1μF

3)使用时,首先按引出端功能表将所有GND端(635),±VM14181519)端分别接通,并在VIN1Vcc间串接降压电阻R,以分担部分耗散功率。参考计算如下:R=Vcc-8V/40mA,用户可以适当调整降压电阻R的阻值,以确保VIN1端电压为8~9V。电阻R的选取要充分考虑自身功率。最后接通VCC、±VM,即可产生正确的三相方波信号。

 


七、典型应用2(正弦波)

应用说明

1) 4个编程端为生产厂家编程使用,用户使用时应悬空(内部已处理)。

2)建议在最靠近VCC端、VEE端和GND之间并接0.01~0.1μF高频电容与10μF的低频电容,电容耐压应大于25V;信号输出端接RC高频吸收网络到地,建议R取值100ΩC取值0.1μF

3)使用时,按如下步骤操作:

1)将30端串接取样电阻RsGND(35)端,其输出接至4端。Rs值计算公式如下:

Vop-p=10×Rs×1mAVop-p22VVop-p为正弦波输出电压峰峰值。Rs的连接尽量靠近模块且要避免受到外界干扰。

2)引脚3427,引脚731,引脚1013,引脚635分别短接。

3)在VIN1Vcc间串接降压电阻R,以分担部分耗散功率。参考计算如下:R=Vcc-8V/40mA,用户可以适当调整降压电阻R的阻值,以确保VIN1端电压为8~9V。电阻R的选取要充分考虑自身功率。

4)该电路具有输出限流保护功能,需用户根据实际需要,在模块的ISC+Vcc间,ISC-VEE间分别串接限流电阻RSCRSC=0.6V/ISC。其中ISC 为电路输出限制电流。

注意:客户在ISC+Vcc间,ISC-VEE间分别串接限流电阻RSC,会影响到正弦波最大输出幅度。

5)接通VCCVEE即可产生正确的正弦波信号。

4客户可根据使用要求对输出电流进行扩展,扩展电路(参考)如下:

注:R3的设定请参考OPA541的说明。

 

八、应用注意事项

1.电路内所有gndGND都需通过外部相连,gndGND为不同地,应分别连接或单点接地,有利于提高产品抗干扰性。

2.电路内所有需要短接的引脚短接线应尽量靠近模块,且避免受到外部干扰。

模拟电路应用技巧

运算放大器的单电源应用

 1.单电源同相放大器

           

 

      RFR1//R2匹配,减小输入失调电流的影响。

②偏置电压    VR=V+·R2/(R1+R2)

③电源电压波动会引起系统不稳定性。

④增益         A=1+RF/RI 

       

 

2.改进型单电源同相放大器

 

RFR3匹配,减小输入失调电流的影响。

C4可以改善PSRR,并防止出现不稳定性。

          ③偏置电压     VR=V+·R2/(R1+R2) 

④增益          A=1+RF/RI       

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